JP4591760B2 - Electric discharge machining apparatus and electric discharge machining method - Google Patents
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本発明は、被加工体に電極放電により、貫通された所定形状の穴を設けるための放電加工装置及び放電加工方法に関する。 The present invention relates to an electric discharge machining apparatus and an electric discharge machining method for providing a hole having a predetermined shape penetrating a workpiece by electrode discharge.
従来から、被加工体である導電体(例えば金属)に貫通した所定形状の穴を設ける装置として、ワイヤ放電加工装置が知られている。このワイヤ放電加工装置は、被加工体と相対向するワイヤ電極間との加工間隙に加工液を供給した状態で放電パルスを繰返し発生させながら両者間に相対的な送りを与えることで被加工体に貫通した所定形状の穴を設ける装置である。
このワイヤ放電加工装置において、被加工体の上方にカメラを取り付け、このカメラで加工部位を撮影し、この撮影された情報を画像処理装置に送信して2値化処理し、処理された情報に基づいて被加工体と電極との相対的な位置を制御するものがある。(下記特許文献1参照)。このワイヤ放電加工装置によれば、カメラで加工部位を撮影し、これを2値化処理し、この処理された情報に基づいて被加工体と電極との相対的な位置を制御し、再度加工するという工程を形状の計測値と目標値が一致するまで繰り返すことで所定の形状(寸法)に仕上げていくことができる。
また、このような画像処理による計測は画像の明暗を基に行なわれるため撮影する加工部位に光を照射する必要がある。従来から、この光を照射するための照明装置がカメラ側に設けられている放電加工装置も知られている(下記特許文献2参照)。この放電加工装置によれば、照明装置から被加工体に光を照射し、被加工体の表面で反射した光(反射光)の像を画像処理装置で得ることで、被加工体の表面および加工状態を観測しながら調整することで正確な加工を行なうことができる。
In this wire electric discharge machining apparatus, a camera is attached above the workpiece, the machining site is photographed with this camera, the photographed information is transmitted to the image processing apparatus, and binarization processing is performed. Some control the relative position of the workpiece and the electrode based on the above. (See Patent Document 1 below). According to this wire electric discharge machining apparatus, a machining site is imaged with a camera, this is binarized, the relative position between the workpiece and the electrode is controlled based on the processed information, and the machining is performed again. By repeating this process until the measured value of the shape matches the target value, it can be finished to a predetermined shape (dimension).
In addition, since measurement by such image processing is performed based on the brightness of an image, it is necessary to irradiate the processing site to be photographed with light. Conventionally, an electric discharge machining apparatus in which an illumination device for irradiating this light is provided on the camera side is also known (see Patent Document 2 below). According to this electric discharge machining apparatus, the surface of the workpiece is obtained by irradiating the workpiece with light from the illumination device and obtaining an image of the light (reflected light) reflected by the surface of the workpiece by the image processing apparatus. Accurate machining can be performed by adjusting while observing the machining state.
ところで、放電加工は被加工体と電極との間隙に加工液を供給した状態で放電パルスを繰返し発生させながら行うため、通常被加工体は加工液中に浸かった状態で加工される。このために、上記特許文献1,2いずれも画像を得るためのカメラおよび照明装置は加工液に浸からないように被加工体の上方に配置されている。その結果、カメラで画像を得るための照明方法はカメラと同一方向から光を照射する反射照明に限定されている。
この反射照明を用いた画像認識方法においては、ワイヤ放電加工により形成された形状のエッジ部の状態によっては照明装置からの光と、照明装置からの光が加工により形成された穴の内面に当たって反射する光とが干渉し合い、穴の内面に干渉縞が発生してしまう場合がある。この干渉縞が発生すると、輝度の高い部分と低い部分が穴のエッジ部分の近傍に発生することになり、画像処理においてエッジ部分を正確に認識することができなくなる問題がある。
また、通常被加工体の表面には一般的に「表面粗さ」と呼ばれる微細な凹凸の加工痕やキズが存在する。この凹凸により反射光量に差ができるため、加工痕の凹部の輝度が低くなり、画像処理においてエッジ部分近傍の輝度の低い部分の影響を受けてエッジ部分を正確に認識することができなくなる問題もある。
このように反射照明により得られた画像情報には、形成された形状を正確に得る際に問題となるノイズ成分が含まれている。
そのために、従来では反射照明により得られた画像情報を画像処理装置により2値化処理することでこれらの影響を解消していた。しかし、2値化処理は元となる画像情報を設定した閾値により白黒情報に変換することになるため画像情報を圧縮することになるとともに、被加工体の表面状態によって計測結果が大きく異なったり、設定した閾値により測定結果が大きく異なる、といった寸法計測に不向きな画像処理方法で処理せざるを得なかった。
By the way, since electric discharge machining is performed while repeatedly generating an electric discharge pulse in a state where the machining liquid is supplied to the gap between the workpiece and the electrode, the workpiece is usually machined while being immersed in the machining liquid. For this reason, in both Patent Documents 1 and 2, the camera and the illumination device for obtaining an image are arranged above the workpiece so as not to be immersed in the processing liquid. As a result, the illumination method for obtaining an image with the camera is limited to the reflective illumination that emits light from the same direction as the camera.
In the image recognition method using the reflected illumination, depending on the state of the edge portion formed by wire electric discharge machining, the light from the illumination device and the light from the illumination device strike and reflect the inner surface of the hole formed by the machining. May interfere with each other and cause interference fringes on the inner surface of the hole. When this interference fringe is generated, a high brightness portion and a low brightness portion are generated in the vicinity of the edge portion of the hole, and there is a problem that the edge portion cannot be accurately recognized in image processing.
Further, there are usually fine irregularities of processing marks and scratches generally called “surface roughness” on the surface of the workpiece. Because the unevenness can make a difference in the amount of reflected light, the brightness of the concave portion of the processing trace is lowered, and the edge portion cannot be accurately recognized due to the influence of the low brightness portion in the vicinity of the edge portion in image processing. is there.
Thus, the image information obtained by the reflected illumination includes a noise component which becomes a problem when the formed shape is accurately obtained.
Therefore, conventionally, the image information obtained by the reflected illumination is binarized by the image processing apparatus to eliminate these influences. However, since the binarization process converts the original image information into black and white information according to the set threshold, the image information is compressed, and the measurement result varies greatly depending on the surface state of the workpiece. The image processing method is unavoidable for dimensional measurement such that the measurement result varies greatly depending on the set threshold value.
そこで、本発明は、上記事情を考慮し、被加工体に形成された穴の形状に関する正確な情報に基づいて被加工体を高精度に加工することができる放電加工装置及び放電加工方法を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, the present invention provides an electric discharge machining apparatus and an electric discharge machining method capable of machining a workpiece with high accuracy based on accurate information on the shape of a hole formed in the workpiece. The purpose is to do.
請求項1に記載の発明は、被加工体に貫通された所定形状の穴を設ける加工手段と、前記被加工体を撮像する撮像手段と、前記被加工体を介して前記撮像手段とは反対側に設けられ前記被加工体に光を照射させる照明手段と、前記撮像手段により撮像された画像情報を処理する画像処理手段と、前記画像処理手段により処理された情報に基づいて前記被加工体と前記加工手段との相対位置を制御する制御手段と、前記被加工体の前記穴のエッジ部に空気流を吹き付けるエアー洗浄装置と、を有し、前記被加工体が加工液に浸された状態で、前記加工手段が前記被加工体の前記穴の形状を加工し、前記加工液の内部から引き出された前記被加工体の前記穴のエッジ部に対して前記エアー洗浄装置が前記空気流を吹き付けることにより、前記エッジ部に付着していた前記加工液を除去する放電加工装置であって、前記加工手段は、前記穴との間に発生する放電パルスにより前記穴の形状を加工するワイヤ電極であり、前記ワイヤ電極は、前記加工液中で前記穴を貫通する水平方向に移動可能に設けられ、前記撮像手段と前記照明手段とは、前記加工液の外部で、かつ前記撮像手段と前記照明手段とを結ぶ直線が前記ワイヤ電極の移動方向に対して平行となるように、配置されており、前記被加工体は、前記撮像手段と前記照明手段とを結ぶ直線上と、前記加工液中と、の間を移動可能に設けられたことを特徴とする。 The invention according to claim 1 is opposite to the imaging means, the processing means for providing a hole having a predetermined shape penetrating the workpiece, the imaging means for imaging the workpiece, and the imaging means through the workpiece. An illuminating unit provided on the side for irradiating the workpiece with light, an image processing unit for processing image information captured by the imaging unit, and the workpiece based on the information processed by the image processing unit and control means for controlling the relative position of the processing means and the edge portion of the hole of the object to be processed by chromatic and air cleaning device for blowing an air flow, wherein the workpiece is immersed in machining fluid In this state, the processing means processes the shape of the hole of the workpiece, and the air cleaning device applies the air flow to the edge portion of the hole of the workpiece drawn out from the processing liquid. By spraying The discharge machining apparatus for removing the working fluid adhering to the parts, the processing means is a wire electrode for machining the shape of the hole by discharge pulses occurring between the holes, the wire electrode Is provided so as to be movable in the horizontal direction penetrating the hole in the machining liquid, and the imaging means and the illumination means are a straight line that is outside the machining liquid and connects the imaging means and the illumination means. Is arranged so as to be parallel to the moving direction of the wire electrode, and the workpiece is between a straight line connecting the imaging means and the illumination means, and in the machining liquid. It is provided to be movable .
請求項1に記載の発明によれば、照明手段から光が被加工体に照射される。被加工体に光が照射されると、被加工体を透過した透過光を用いて撮像手段により被加工体が撮像される。撮像手段により撮像された画像情報に基づいて画像処理手段により濃淡(グレー)処理や2値化処理等の画像処理がされる。画像処理手段により処理された画像情報に基づいて、制御手段により被加工体又は加工手段が移動させられて被加工体と加工手段との相対位置が制御され、被加工体が加工される。
ここで、照明手段が被加工体を介して撮像手段とは反対側に設けられているため、被加工体に形成された穴の部位を透過する透過光の輝度が高くなり、被加工体のその他の部位の透過光の輝度との差が大きくなる。この結果、画像処理部における画像処理を容易に行うことができ、かつその処理精度を高めることができるため、被加工体の加工精度を向上させることができる。特に、輝度の差を明確にすることができるため、従来では正確に認識することができなかった被加工体に形成された穴のエッジ部分を正確に認識することができるとともに、被加工体にキズがあったとしてもそれが穴のエッジ部分であると誤認識することはない。
According to invention of Claim 1, light is irradiated to a to-be-processed body from an illumination means. When the workpiece is irradiated with light, the workpiece is imaged by the imaging means using the transmitted light that has passed through the workpiece. Based on the image information picked up by the image pickup means, the image processing means performs image processing such as grayscale processing or binarization processing. Based on the image information processed by the image processing means, the workpiece or the processing means is moved by the control means, the relative position between the workpiece and the processing means is controlled, and the workpiece is processed.
Here, since the illumination unit is provided on the side opposite to the imaging unit via the workpiece, the luminance of the transmitted light that passes through the hole formed in the workpiece is increased, and the workpiece The difference from the brightness of the transmitted light in other parts increases. As a result, the image processing in the image processing unit can be easily performed and the processing accuracy can be increased, so that the processing accuracy of the workpiece can be improved. In particular, since the difference in brightness can be clarified, it is possible to accurately recognize the edge portion of the hole formed in the workpiece that could not be accurately recognized in the past, and to the workpiece. Even if there is a scratch, it will not be mistakenly recognized as an edge portion of the hole.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の放電加工装置において、前記照明手段と、前記撮像手段と、前記穴とが計測時に同一直線上に位置していることを特徴とする。 According to a second aspect of the invention, the electric discharge machining apparatus according to claim 1, said illuminating means, the imaging means, and the hole is characterized by being located on the same straight line at the time of measurement.
請求項2に記載の発明によれば、照明手段と、撮像手段と被加工体に形成された穴とが計測時に同一直線上に位置しているため、照明手段から照射された光を被加工体に形成された穴に透過させ易くすることができる。この結果、厚みのある被加工体においてもあらゆる方向のエッジの影のない画像が得られ、被加工体に形成された穴のエッジ部分を正確に認識することができる。 According to the second aspect of the present invention, the illumination unit, the imaging unit, and the hole formed in the workpiece are positioned on the same straight line at the time of measurement, so that the light emitted from the illumination unit is processed. It can be easily transmitted through the hole formed in the body. As a result, an image having no edge shadow in any direction can be obtained even on a thick workpiece, and the edge portion of a hole formed in the workpiece can be accurately recognized.
請求項3に記載の発明は、被加工体を介して撮像手段とは反対側に配置された照明手段から前記被加工体に向けて光を照射させる光照射工程と、前記撮像手段により撮像された前記被加工体の画像情報を、前記被加工体を透過する透過光を用いて画像処理する画像処理工程と、前記被加工体を貫通する所定形状の穴を加工手段により形成する加工工程と、前記画像処理された情報に基づいて、制御手段により前記被加工体と前記加工手段との相対位置を制御する制御工程と、前記被加工体の前記穴のエッジ部に対してエアー洗浄装置により空気流を吹き付けるエアー洗浄工程と、を有し、前記加工工程では、前記被加工体が加工液に浸された状態で、前記被加工体の前記穴の形状が前記加工手段により加工され、前記エアー洗浄工程では、前記加工液の内部から引き出された前記被加工体の前記穴のエッジ部に対して前記エアー洗浄装置から前記空気流が吹き付けられることにより、前記エッジ部に付着していた前記加工液が除去される放電加工方法であって、前記加工手段は、前記穴との間に発生する放電パルスにより前記穴の形状を加工するワイヤ電極であり、前記ワイヤ電極は、前記加工液中で前記穴を貫通する水平方向に移動可能に設けられ、前記撮像手段と前記照明手段とは、前記加工液の外部で、かつ前記撮像手段と前記照明手段とを結ぶ直線が前記ワイヤ電極の移動方向に対して平行となるように、配置されており、前記被加工体は、前記撮像手段と前記照明手段とを結ぶ直線上と、前記加工液中と、の間を移動可能に設けられていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a light irradiating step of irradiating light from the illumination unit disposed on the opposite side of the imaging unit through the workpiece to the workpiece, and the imaging unit. An image processing step for image processing the image information of the workpiece using transmitted light that passes through the workpiece, and a processing step for forming a hole having a predetermined shape penetrating the workpiece by a processing means. A control step of controlling a relative position between the workpiece and the processing means based on the image-processed information; and an air cleaning device for an edge portion of the hole of the workpiece. An air cleaning step of blowing an air flow, and in the processing step, the shape of the hole of the workpiece is processed by the processing means in a state where the workpiece is immersed in a processing liquid, In the air cleaning process, The machining liquid adhering to the edge portion is removed by blowing the air flow from the air cleaning device to the edge portion of the hole of the workpiece drawn from the inside of the machining fluid. In the electric discharge machining method, the machining means is a wire electrode for machining the shape of the hole by an electric discharge pulse generated between the hole and the wire electrode penetrates the hole in the machining liquid. The imaging unit and the illuminating unit are provided so as to be movable in a horizontal direction, and the straight line connecting the imaging unit and the illuminating unit is parallel to the moving direction of the wire electrode. The workpiece is provided so as to be movable between a straight line connecting the imaging means and the illumination means and in the machining liquid. .
請求項3に記載の発明によれば、光照射工程において、被加工体を介して撮像手段とは反対側に配置された照明手段から被加工体に向けて光が照射される。画像処理工程において、撮像手段により撮像された被加工体の画像情報を、被加工体を透過する透過光が用いられて画像処理される。画像処理された情報に基づいて、制御手段により被加工体と加工手段との相対位置が制御される。加工工程において、被加工体を貫通する所定形状の穴が加工手段により形成される。ここで、照明手段が被加工体を介して撮像手段とは反対側に設けられているため、被加工体に形成された穴の部位を透過する透過光の輝度が高くなり、被加工体のその他の部位の透過光の輝度との差が大きくなる。この結果、画像処理部における画像処理を容易に行うことができ、かつその処理精度を高めることができるため、被加工体の加工精度を向上させることができる。特に、輝度の差を明確にすることができるため、従来では正確に認識することができなかった被加工体に形成された穴のエッジ部分を正確に認識することができるとともに、被加工体にキズがあったとしてもそれが穴のエッジ部分であると誤認識することはない。 According to invention of Claim 3 , in a light irradiation process, light is irradiated toward a to-be-processed body from the illumination means arrange | positioned on the opposite side to an imaging means through a to-be-processed body. In the image processing step, the image information of the workpiece imaged by the imaging means is subjected to image processing using transmitted light that passes through the workpiece. Based on the image-processed information, the control unit controls the relative position between the workpiece and the processing unit. In the processing step, a hole having a predetermined shape penetrating the workpiece is formed by the processing means. Here, since the illumination unit is provided on the side opposite to the imaging unit via the workpiece, the luminance of the transmitted light that passes through the hole formed in the workpiece is increased, and the workpiece The difference from the brightness of the transmitted light in other parts increases. As a result, the image processing in the image processing unit can be easily performed and the processing accuracy can be increased, so that the processing accuracy of the workpiece can be improved. In particular, since the difference in brightness can be clarified, it is possible to accurately recognize the edge portion of the hole formed in the workpiece that could not be accurately recognized in the past, and to the workpiece. Even if there is a scratch, it will not be mistakenly recognized as an edge portion of the hole.
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の放電加工方法において、前記光照射工程では、前記撮像手段及び前記穴と同一直線上に位置している前記照明手段から光が照射されることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the electric discharge machining method according to the third aspect , in the light irradiation step, light is irradiated from the illuminating unit located on the same straight line as the imaging unit and the hole. It is characterized by that.
請求項4に記載の発明によれば、光照射工程では、撮像手段及び穴と同一直線上に位置している照明手段から光が照射されるため、照明手段から照射された光を被加工体に形成された穴に透過させ易くすることができる。この結果、厚みのある被加工体においてもあらゆる方向のエッジの影のない画像が得られ、被加工体に形成された穴のエッジ部分を正確に認識することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, in the light irradiation step, light is irradiated from the illumination unit located on the same straight line as the imaging unit and the hole. It is possible to make it easy to permeate through the hole formed in the. As a result, an image having no edge shadow in any direction can be obtained even on a thick workpiece, and the edge portion of a hole formed in the workpiece can be accurately recognized.
本発明によれば、被加工体に形成された穴の形状に関する正確な情報に基づいて被加工体を高精度に加工することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a to-be-processed body can be processed with high precision based on the exact information regarding the shape of the hole formed in the to-be-processed body.
次に、本発明の一実施形態に係るワイヤ放電加工装置について、図面を参照して説明する。 Next, a wire electric discharge machining apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1及び図2に示すように、ワイヤ放電加工装置10は、横方向にワイヤ電極42が送られる構成となっており、被加工体である金属板Mが取り付けられるXYテーブル12を備えている。このXYテーブル12はX軸方向及びY軸方向に移動可能となるように設けられており、制御装置24によりその移動が制御される構成となっている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the wire electric
また、XYテーブル12に取り付けられた金属板Mの第1表面MF側(Z軸46側)には、加工時に加工液に浸からない位置に撮像装置(撮像手段)14が配置されている。この撮像装置14は、Z軸方向に移動可能なZ軸46に取付けられたカメラテーブル16に載置されている。また、カメラテーブル16のZ軸方向の移動は、制御装置24により制御される。これにより、被加工体となる金属板Mの厚みが変化した場合でも、制御装置24により撮像装置14の位置を厚みに応じた位置へ移動させることが可能となり、金属板Mの厚みに対応させることができる。
Further, on the first surface MF side (Z-
また、XYテーブル12に取り付けられた金属板Mの第2表面MB側(UV軸47側)には、金属板Mの第2表面MB側に光を照射させるための照明装置(照明手段)18が撮像装置14と相対する位置の照明テーブル20上に設置されている。
このように、本実施形態のワイヤ放電加工装置10では、計測時には照明装置18が金属板Mを介して撮像装置14と反対側に配置されるように設けられている。より具体的には、照明装置18と、撮像装置14と、金属板Mに形成された穴22とが、加工時に加工液に浸からない、計測時の位置で同一直線上に位置するように構成されている。
Further, an illumination device (illuminating means) 18 for irradiating the second surface MB side of the metal plate M with light on the second surface MB side (
Thus, in the wire electric
また、ワイヤ放電加工装置10は、制御装置(制御手段)24を備えている。この制御装置24により、XYテーブル12を移動させての加工動作および計測結果を基にした加工動作、計測制御装置26の動作がそれぞれ制御される。
Further, the wire electric
また、図2に示すように、ワイヤ放電加工装置10は、計測制御装置26を備えている。この計測制御装置26は、制御装置24からの各種指令により動作し、洗浄装置制御部50と、照明装置制御部48と、撮像装置14で撮像された画像情報を所定の信号として受信する画像入力部28と、画像入力部28で入力された信号に基づいて濃淡(グレー)処理によるエッジ検出を行なう画像処理部(画像処理手段)30と、検出したエッジから形状を計測する計測部32と、計測結果と加工目標値との比較・判定をし、加工の継続・停止を判別し、加工状態に応じた加工条件を選択する比較判定・加工条件選定部34と、各制御プログラム、加工目標値及び加工条件などをそれぞれ記憶する記憶部36と、を有している。
As shown in FIG. 2, the wire electric
また、本実施形態のワイヤ放電加工装置10では、加工槽40に貯溜された加工液Lの内部で金属板Mの穴22が所定の形状となるように加工される。このため、加工後に金属板Mに加工された穴22を洗浄するための加工液洗浄装置38がワイヤガイド45のUV軸47側に、エアー洗浄装置39がワイヤガイド45のZ軸46側に配置されている。この加工液洗浄機構38により加工液L中で金属板Mの加工部位に加工液Lが噴射され、加工面に付着していた加工屑を除去することができる。
加工屑除去後、加工槽40が下降することで金属板Mが加工液Lから引き出された後、エアー洗浄機構39により空気を金属板Mに加工された穴22に吹き付けることにより金属板Mに付着した加工液Lを除去することができる。
Moreover, in the wire electric
After the machining waste is removed, the metal tank M is drawn out of the machining liquid L by lowering the
次に、本実施形態のワイヤ放電加工装置を用いたワイヤ放電加工方法について説明する。 Next, a wire electric discharge machining method using the wire electric discharge machining apparatus of the present embodiment will be described.
図1乃至図3に示すように、XYテーブル12に被加工体である金属板Mが取り付けられる。 As shown in FIGS. 1 to 3, a metal plate M as a workpiece is attached to the XY table 12.
次に、制御装置24のからの指令によりXYテーブル12が図示しない自動結線位置に移動し、金属板Mに予め形成された微細な穴22にワイヤ電極42が通される。金属板Mにワイヤ電極42が通された後、ガイドローラー44にガイドされたワイヤ電極42とともにXYテーブル12が移動し、ワイヤガイド45にワイヤ電極42が位置決めされる。
Next, the XY table 12 is moved to an automatic connection position (not shown) according to a command from the
ここで、ワイヤ電極42はガイドローラー44を介してワイヤガイド45に位置決めされており、ワイヤ電極42には一定の張力が常に負荷されている。また、ワイヤ電極42には図示しない加工用電源と接続されており、所定の電圧が印加されるようになっている。
Here, the
ワイヤ電極42がワイヤガイド45で位置決めされると、制御装置24の指令により加工槽が上昇してXYテーブル12に取付けられた金属板Mの加工位置が加工液Lに浸される。金属板Mが加工液Lに浸されると、この状態で、制御装置24の指令により図示しない加工用電源からワイヤ電極42に電圧が印加される。ワイヤ電極42に電圧が印加されると、ワイヤ電極42と金属板Mの穴22との間に放電パルスが発生し、制御プログラムに基づいて制御装置24によりXYテーブル12の移動が制御され、金属板Mに予めプログラムされた穴22の形状が加工される(ステップ100)。
When the
金属板Mに形成された穴22の形状の加工が終了すると、制御装置24の指令により図示しないワイヤ電極切断機構によってワイヤ電極42が切断されワイヤ電極排出側の図示しないワイヤ電極回収ボックスに回収される。次に、制御装置24の指令により以下の洗浄動作が行なわれる。すなわち、金属板Mの穴22が加工液に浸かった状態で加工液洗浄装置38の位置に移動し、加工液洗浄装置38から加工液Lが金属板Mに噴射される。これにより、金属板Mの穴22の加工面に付着していた加工屑を除去することができる。この結果、金属板Mの穴22を撮像装置14で撮像するときに加工屑の影響を受けることがなく、測定精度を向上させることができる。
When the processing of the shape of the
次に、加工槽が下降し、金属板Mが加工液Lから引き出された後、金属板Mの穴22がエアー洗浄装置39の位置に移動し、計測制御装置26の洗浄装置制御部50により作動を制御されたエアー洗浄装置39から空気流を金属板Mの穴22のエッジ部に吹き付ける(ステップ120)。これにより、エッジ部に付着した加工液Lを除去することができ、金属板Mの穴22を撮像装置14で撮像するときに加工液Lの影響を受けることがなく、測定精度を向上させることができる。
Next, after the processing tank is lowered and the metal plate M is drawn out of the processing liquid L, the
洗浄動作が終了すると、照明装置18が計測制御装置26の照明装置制御部48により制御され、照明装置18から光が照射される。
When the cleaning operation is completed, the
次に、XYテーブル12が制御装置24により制御され、照明装置18と撮像装置14と金属板Mの穴22とが一直線上となる位置まで、XYテーブル12が移動する。
Next, the XY table 12 is controlled by the
次に、制御装置24によりZ軸46が制御され、撮像装置14の焦点位置に合うようにカメラテーブル16がZ軸方向に移動させられる。
Next, the Z-
撮像装置14の焦点位置が合うと、制御装置24により撮像装置14が制御され、金属板Mの穴22の部位が撮像される。このとき、照明装置18から照射された光は金属板Mに形成された穴22を透過し、穴のない実体部は光が透過しないため撮像装置14には形成された穴形状の光が入射する。このように、撮像装置14では透過光を利用して加工部(穴22及びその近傍)が撮像される(ステップ140)。
When the focal position of the
なお、金属板Mの穴22の形状が撮像装置14の視野より大きい場合には、穴の形状が撮像装置14の視野に収まるように制御装置24によりXYテーブル12をX軸方向、Y軸方向に移動させて、撮像装置14により少なくとも2箇所以上の撮像が行われる。
When the shape of the
撮像装置14により撮像された画像情報は、画像入力部28に送信される。画像入力部28に送信された画像情報は画像処理部30において濃淡処理によるエッジ検出が行なわれる(ステップ160)。すなわち、画像処理部30における濃淡処理とは、画像を画素単位の濃淡輝度データでとらえ、輝度値の微分データをもとにエッジ検出を行なうことで、撮像装置の画素以上の分解能(サブピクセル)での高精度エッジ検出をおこなう手法であり、穴22の加工の仕上がり度合が画像の濃淡情報をもって判断される。
Image information captured by the
ここで、照明装置18が金属板Mを介して撮像装置14と反対側に設けられているため、金属板Mの穴22を透過した光と光を透過しない金属板Mの実体部との光量との差が大きくなり、穴22の部位と金属板Mの実体部との輝度の差が大きくなる。このため、画像処理部30における濃淡処理によるエッジ検出を容易に行うことができ、かつその処理精度を高めることができる。
Here, since the illuminating
次に、画像処理部30で濃淡処理により検出されたエッジ位置と制御装置24より送信された撮像位置情報をもとに計測部32において金属板Mの穴22の寸法(形状)が計測される(ステップ180)。
Next, the dimension (shape) of the
この計測結果をもとに比較判定・加工条件選定部34において、記憶部36に記憶されている加工目標値と比較され、金属板Mの穴22の寸法(形状)が加工目標寸法(形状)内か否かが判断される(ステップ200)。
Based on the measurement result, the comparison determination / machining
次に、比較判定・加工条件選定部34により金属板Mの穴22の寸法(形状)が目標寸法(形状)内と判断されると、金属板Mの穴22が仕上げカット後かが判断され(ステップ220)、仕上げカット後であれば、加工が停止され(ステップ240)、この金属板Mの穴22が良品として取り扱われる。
Next, if the size (shape) of the
一方、仕上げカット後でなければ、加工が停止され(ステップ260)、加工面粗さが仕上がっていないためこの金属板Mの穴22は不良品として取り扱われる。
On the other hand, if it is not after the finish cut, the processing is stopped (step 260), and since the processed surface roughness is not finished, the
次に、ステップ200において比較判定・加工条件選定部34により金属板Mの穴22の寸法(形状)が目標寸法(形状)内ではないと判断されると、比較判定・加工条件選定部34より金属板Mの穴22の加工代の有無が判断され(ステップ280)、比較判定・加工条件選定部34より金属板Mの穴22に加工代が無しと判断されると、加工が停止され(ステップ300)、金属板Mが不良品として取り扱われる。
Next, when the comparison determination / processing
一方、比較判定・加工条件選定部34より金属板Mの穴22の加工代が有りと判断されると、金属板Mの穴22が仕上げカット後かが判断される(ステップ320)。仕上げカットされていると判断されると、記憶部36に記憶された追込み加工条件のうち最適な追込み加工条件が比較判定・加工条件選定部34により選択される(ステップ340)。
On the other hand, if it is determined by the comparison / working
比較判定・加工条件選定部34により最適な追込み加工条件が選択されると、
選択された加工条件が制御装置24に送信され、送信された加工条件で制御装置24の制御により金属板Mの穴22に対して追込み加工が行なわれる。(ステップ360)
When the optimum additional machining conditions are selected by the comparison determination / machining
The selected machining conditions are transmitted to the
一方、ステップ320において、比較判定・加工条件選定部34より金属板Mの穴22が仕上げカット後でないと判断されると、記憶部36に記憶されたカット工程ごとの加工代に応じた次のカット工程に最適な加工条件が比較判定・加工条件選定部34により選択される(ステップ380)。比較判定・加工条件選定部34により次のカット工程に最適な加工条件が選択されると、選択された加工条件が制御装置24に送信される。送信された加工条件で制御装置24の制御により金属板Mの穴22に対してつぎのカット工程の加工が行なわれる。(ステップ100)
On the other hand, if it is determined in step 320 that the
以後、金属板Mの穴22の寸法(形状)が加工目標値内になるまで、ステップ120以下の各工程が繰り返される。
Thereafter, the steps after
このように、金属板Mの加工、金属板Mの洗浄、金属板Mの加工部の計測、合否判定、加工代の確認、加工継続・停止の判断、最適追込み加工条件の選択、追込み加工、加工代に応じた次カット工程の最適加工条件の選択、加工代に応じた加工条件での加工を自動で行うことができ、無人化を実現することができる。 In this way, processing of the metal plate M, cleaning of the metal plate M, measurement of the processed portion of the metal plate M, pass / fail determination, confirmation of processing cost, determination of processing continuation / stop, selection of optimum additional processing conditions, additional processing, Selection of optimum machining conditions for the next cutting process according to the machining allowance, and machining under the machining conditions according to the machining allowance can be performed automatically, and unmanned operation can be realized.
以上のように、本実施形態のワイヤ放電加工装置10及びワイヤ放電加工方法によれば、照明装置18が金属板Mを介して撮像装置14とは反対側に配置されているため、金属板Mに形成された穴22の部位を透過する光の輝度と、金属板Mの穴のない実体部との輝度との差が大きくなる。この結果、画像処理部30における濃淡処理によるエッジ検出を容易に行うことができ、かつ処理精度を高めることができるため、エッジ部分を正確に認識することができる。これにより、正確な寸法(形状)の計測結果をもとに加工を行なえるため金属板Mの加工精度を高めることができる。
As described above, according to the wire electrical
特に、照明装置18と、撮像装置14と、金属板Mに形成された穴22とが計測時に同一直線上に位置しているため、照明装置18から照射された光を金属板Mに形成された穴22に透過させ易くすることができる。この結果、厚みのある被加工体においてもあらゆる方向のエッジで影のない画像が得られ、被加工体に形成された形状のエッジ部分を正確に認識することができる。
In particular, since the
なお、上記実施形態では、制御装置24によりXYテーブルの移動を制御して金属板Mを位置決めする構成を示したが、この構成に限られるものではなく、例えば、ワイヤ電極42の位置を制御装置24により制御して位置決めするに構成してもよい。
In the above-described embodiment, the configuration in which the
10 ワイヤ放電加工装置(放電加工装置)
14 撮像装置(撮像手段)
18 照明装置(照明手段)
24 制御装置(制御手段)
30 画像処理部(画像処理手段)
42 ワイヤ電極(加工手段)
M 金属板(被加工体)
10 Wire electrical discharge machining equipment (electrical discharge machining equipment)
14 Imaging device (imaging means)
18 Illumination device (illumination means)
24 Control device (control means)
30 Image processing unit (image processing means)
42 Wire electrode (processing means)
M metal plate (workpiece)
Claims (4)
前記被加工体が加工液に浸された状態で、前記加工手段が前記被加工体の前記穴の形状を加工し、前記加工液の内部から引き出された前記被加工体の前記穴のエッジ部に対して前記エアー洗浄装置が前記空気流を吹き付けることにより、前記エッジ部に付着していた前記加工液を除去する放電加工装置であって、
前記加工手段は、前記穴との間に発生する放電パルスにより前記穴の形状を加工するワイヤ電極であり、
前記ワイヤ電極は、前記加工液中で前記穴を貫通する水平方向に移動可能に設けられ、
前記撮像手段と前記照明手段とは、前記加工液の外部で、かつ前記撮像手段と前記照明手段とを結ぶ直線が前記ワイヤ電極の移動方向に対して平行となるように、配置されており、
前記被加工体は、前記撮像手段と前記照明手段とを結ぶ直線上と、前記加工液中と、の間を移動可能に設けられたことを特徴とする放電加工装置。 Processing means for providing a hole having a predetermined shape penetrating the workpiece, imaging means for imaging the workpiece, and provided on the opposite side to the imaging means via the workpiece. Illuminating means for irradiating light, image processing means for processing image information picked up by the image pickup means, and a relative position between the workpiece and the processing means based on information processed by the image processing means. and control means for controlling, and a air cleaning apparatus which blows an air flow to the edges of the hole in the workpiece possess,
In a state where the workpiece is immersed in a machining fluid, the machining means processes the shape of the hole of the workpiece, and an edge portion of the hole of the workpiece drawn from the inside of the machining fluid In contrast, the air cleaning device blows the air flow to remove the machining liquid adhering to the edge portion ,
The processing means is a wire electrode that processes the shape of the hole by a discharge pulse generated between the hole and the hole,
The wire electrode is provided movably in the horizontal direction penetrating the hole in the machining liquid,
The imaging means and the illuminating means are arranged outside the working fluid and so that a straight line connecting the imaging means and the illuminating means is parallel to the moving direction of the wire electrode,
The electric discharge machining apparatus , wherein the workpiece is provided so as to be movable between a straight line connecting the imaging unit and the illumination unit and in the machining liquid .
前記撮像手段により撮像された前記被加工体の画像情報を、前記被加工体を透過する透過光を用いて画像処理する画像処理工程と、
前記被加工体を貫通する所定形状の穴を加工手段により形成する加工工程と、
前記画像処理された情報に基づいて、制御手段により前記被加工体と前記加工手段との相対位置を制御する制御工程と、
前記被加工体の前記穴のエッジ部に対してエアー洗浄装置により空気流を吹き付けるエアー洗浄工程と、
を有し、
前記加工工程では、前記被加工体が加工液に浸された状態で、前記被加工体の前記穴の形状が前記加工手段により加工され、
前記エアー洗浄工程では、前記加工液の内部から引き出された前記被加工体の前記穴のエッジ部に対して前記エアー洗浄装置から前記空気流が吹き付けられることにより、前記エッジ部に付着していた前記加工液が除去される放電加工方法であって、
前記加工手段は、前記穴との間に発生する放電パルスにより前記穴の形状を加工するワイヤ電極であり、
前記ワイヤ電極は、前記加工液中で前記穴を貫通する水平方向に移動可能に設けられ、
前記撮像手段と前記照明手段とは、前記加工液の外部で、かつ前記撮像手段と前記照明手段とを結ぶ直線が前記ワイヤ電極の移動方向に対して平行となるように、配置されており、
前記被加工体は、前記撮像手段と前記照明手段とを結ぶ直線上と、前記加工液中と、の間を移動可能に設けられていることを特徴とする放電加工方法。 A light irradiation step of irradiating light from the illumination means arranged on the side opposite to the imaging means through the workpiece toward the workpiece;
An image processing step of performing image processing on image information of the workpiece imaged by the imaging means using transmitted light that passes through the workpiece;
A processing step of forming a hole having a predetermined shape penetrating the workpiece by a processing means;
A control step of controlling a relative position between the workpiece and the processing means by a control means based on the image processed information;
An air cleaning step of blowing an air flow with an air cleaning device against the edge of the hole of the workpiece;
Have
In the processing step, the shape of the hole of the workpiece is processed by the processing means in a state where the workpiece is immersed in a processing liquid,
In the air cleaning step, the air flow was blown from the air cleaning device to the edge portion of the hole of the workpiece drawn out from the inside of the processing liquid, so that the air flow adhered to the edge portion. An electrical discharge machining method in which the machining fluid is removed,
The processing means is a wire electrode that processes the shape of the hole by a discharge pulse generated between the hole and the hole,
The wire electrode is provided movably in the horizontal direction penetrating the hole in the machining liquid,
The imaging means and the illuminating means are arranged outside the working fluid and so that a straight line connecting the imaging means and the illuminating means is parallel to the moving direction of the wire electrode,
The electric discharge machining method , wherein the workpiece is provided so as to be movable between a straight line connecting the imaging unit and the illumination unit and in the machining liquid .
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